基于紅外熱成像U71Mn鋼軌疲勞裂紋擴展的試驗研究.pdf

1、隨著人們生活水平的提高和世界經濟的快速發(fā)展，高速鐵路的大量普及和鐵路貨運量的增加，輪軌接觸疲勞造成的破壞越來越嚴重。鋼軌的強度及韌性指標有了更高的要求，研究鋼軌的疲勞裂紋擴展對預防和減少鋼軌的破壞有著重要意義。
　　傳統(tǒng)的裂紋擴展速率測定試驗一般使用柔度測量法間接計算裂紋長度，實驗中很難直接觀察到裂紋尖端的位置，由于受到材料屬性、試驗環(huán)境等不確定性因素的影響，間接測量的柔度測量法存在一定誤差。運用紅外熱像儀可以很好的解決這一問題，

2、紅外熱像儀由產生到發(fā)展運用已經有幾十年歷史。紅外熱像儀起初應用于軍事，之后被用于工業(yè)。紅外熱像儀具有快速成像、非接觸等優(yōu)點，應用之后很快得到認可。將紅外熱像儀應用于建筑材料缺陷檢測和金屬無損檢測等方面的研究，國內外起步較早目前研究已經達到較高水平。由于金屬裂紋擴展時，裂紋尖端釋放的熱量使得此處的溫度高于周圍，可使用紅外熱成像方法捕捉裂紋擴展時裂紋尖端位置。
　　本文所做內容如下:
　　1、按GB/T6398-2000[1]從

3、U71Mn鋼軌軌頭、軌底、軌腰三部分取材做緊湊拉伸試件，按GB4161-1984[2]測量各部分鋼軌斷裂韌性，并按應力強度因子手冊[3]計算斷裂時應力強度因子解析解。
　　2、運用有限元軟件ANSYS計算緊湊拉伸試件(C(T))試件的應力強度因子。
　　3、做C(T)試件的裂紋擴展實驗，運用鎖相紅外熱成像法觀察裂紋長度隨時間變化，并與傳統(tǒng)的柔度法和顯微鏡目測法相比較，證明了該方法的可行性并分析了其測量特點。實驗證明，鎖相紅外